Что такое abr. Азиатский банк развития

Каковы отличия режимов CBR, VBR и ABR? (применительно к кодеру Lame).

1. Кодирование в MP3 происходит поблочно: кодируемый файл разбивается на фреймы (кадры) с одинаковым интервалом, каждый кадр кодируется и записывается в выходной поток; таким образом, выходной поток также имеет кадровую структуру.

2. Фреймы могут быть закодированы не на любом битрейте, а только на одном из входящих в таблицу стандартных для MPEG1 Layer III битрейтов: 32, 40, 48, 56, 64, 80, 96, 112, 128, 160, 192, 224, 256, 320. Кодирование на любых промежуточных битрейтах ("freeformat") стандартом не предусмотрено.
Вступление

Люди, использующие VBR в Lame, обычно аргументируют это фразой: "я хочу получать постоянное качество, а не постоянный битрейт". Действительно, ведь в музыке бывают простые пассажи, на которые вполне хватает и 128 Кбит/сек (например паузы между песнями), а бывают и сложные, на которых человек с хорошим слухом, хорошей аудио картой и прочей аудиоаппаратурой услышит дефекты компрессии даже на 320 Кбит/сек. На самом деле такой аргумент не совсем правомочен.

Даже в режиме CBR, mp3-кодер может перераспределять биты во времени, выделяя большее или меньшее количество бит во время сложного или простого пассажей, что позволяет в целом улучшить качество звучания. Такое перераспределение бит делается за счёт так называемого резервуара бит: во время кодирования простых пассажей кодер тратит на них не весь заданный пользователем битрейт, а лишь около 90%, около 10% экономится в резервуаре для кодирования сложных мест (изначально резервуар пуст). При кодировании сложных пассажей кодер будет использовать все 100% указанного битрейта и добавлять дополнительные биты из резервуара (если таковые имеются, то есть если резервуар не пуст). К сожалению, в соответствии со стандартом, размер резервуара ограничен. Это означает, что если простой сигнал продолжается достаточно долго, резервуар накапливает свой объем до определенных максимально допустимых пределов и далее кодирование идёт уже с использованием всех 100% битрейта. И обратная ситуация: если сложный сигнал продолжается достаточно долго, из резервуара (постепенно) забираются все сэкономленные биты и далее кодирование идёт с использованием уже теперь всех 100% битрейта.

ABR: Пояснение

Можно было бы сказать что резервуар неплохо справляется со своей основной обязанностью - накопление "лишних" битов во время простых пассажей и их выдача в качестве дополнительных при кодировании сложных пассажей, если бы не одно "но": он обладает конечным и причём весьма ограниченным размером, что означает, что копить его можно лишь до определенных пределов, и вынимать, соответственно, тоже, пока резервуар не опустошится. Именно для того чтобы убрать этот главный недостаток резервуара и был разработан ABR.

Главное отличие ABR от CBR в том, что в CBR все фреймы обязаны быть одного размера (то есть битрейт для всех фреймов должен быть одинаков), в ABR же это ограничение снято, соответственно, существует возможность вместо стандартного весьма ограниченного по размеру резервуара использовать практически бесконечный "виртуальный" резервуар. Выглядит это приблизительно следующим образом.

ABR: Механизм

Допустим, что пользователь указал режим ABR и определенный битрейт B (пользователь может указывать абсолютно любой битрейт от 32 до 320, даже не из стандартной сетки битрейтов, например можно указать в качестве желаемого среднего битрейта 129). Кодер принимает кусок аудио (фрейм), который необходимо закодировать. Таким же образом, как и в CBR, определяет его сложность (об этом мы поговорим ниже). Если пассаж сложный, то кодер также берёт на него больше битов, но уже не из резервуара (как в CBR), а просто на просто увеличивая битрейт на необходимое количество ступеней (выбранный битрейт должен входить в сетку стандартных), создавая таким образом "виртуальный резервуар" (поднять битрейт здесь можно - это не CBR). Что значит "виртуальный резервуар"? Это просто: мы предположили, что указанного пользователем битрейта B кодеру мало, ему нужно K бит (K > , тогда кодер подбирает такой минимальный стандартный битрейт N, при котором выполняется: N >= K (такой выбор битрейта мы и называем "виртуальный резервуар"). Затем происходит кодирование с помощью K бит взятого куска аудио. Однако N >= K, то есть мы использовали меньше бит, чем есть во взятом фрейме, так не будем же мы выбрасывать эти лишние биты? Вот эти лишние биты мы и записываем в уже настоящий резервуар. Так как в ABR есть возможность использовать "виртуальный резервуар" не имеет смысла строить стандартный резервуар, поэтому когда придет следующий кусок аудио, для его кодирования сначала будут использованы биты из резервуара, а потом кодер решит какой битрейт необходим дальше. Другими словами, если в CBR кодер все время старается накопить как можно больше бит в резервуаре, то в ABR кодер наоборот, старается избавиться от бит в резервуаре, так как копить их незачем - можно просто поднять битрейт.

Простые пассажи кодируются меньшим количеством бит, на них берётся примерно 95% от указанного битрейта B, но теперь остаток не откладывается в резервуар, кодер просто берёт фрейм с меньшим битрейтом. Возникающая разница (оставшиеся биты) записывается в стандартный резервуар (не выбрасывать же оставшиеся биты...). Пример. Допустим пришел "простой" пассаж. Тогда кодер берет все биты (если таковые есть) в резервуаре (настоящем), потом ищет ближайший стандартный битрейт, при котором суммарное количество бит, получившееся для этого фрейма (все биты из резервуара + взятый битрейт), составит 95% от заданного пользователем битрейта B, производит кодирование, а лишние биты (если они остались) снова сохраняет в резервуаре.

Таким образом, использование резервуара в ABR отлично от CBR. В CBR битрейт менять нельзя и резервуар специально копят путем сохранения там бит, которые остались (были сэкономлены) от кодирования фрейма на заданном изначально фиксированном битрейте во время простого пассажа; если для кодирования нужны биты и резервуар пуст - то пуст, ничего с этим поделать нельзя и кодирование идет просто на указанном битрейте в ущерб качеству. В ABR битрейт переменный и стандартный резервуар фактически не нужен, однако поскольку поднятие (опускание) битрейта происходит обязательно до определенного табличного значения, которое может оказаться выше необходимого кодеру количества бит, то лишние биты, конечно, не выбрасывают, а сохраняют в резервуаре. Иными словами, в CBR накопление стандартного резервуара - основная задача, в ABR же есть неограниченный "виртуальный резервуар" и стандартный используется только для хранения лишних бит, образовавшихся в результате разницы между табличными значениями битрейтов и реально необходимым битрейтом.

VBR - переменный битрейт. Пользователь указывает желаемое качество. Lame опираясь на свою психоакустическую модель выделяет для каждого фрейма ровно то количество бит, которое необходимо для достижения заданного качества. В выходном потоке фреймы соответственно имеют разные битрейты (которые всегда ложатся в таблицу стандартных битрейтов). Использование резервуара в VBR абсолютно идентично ABR - туда попадают только неиспользованные хвостики фреймов.

Методы оценки сложности сигнала

Таким образом, основное отличие CBR, ABR и VBR, как вы уже наверное поняли из сказанного выше, состоит в использовании разных методов подсчёта необходимого для кодирования каждого фрейма количества бит.

Методы оценки сложности сигнала: метод 1 (VBR)

Первый метод основан на вычислении "психоакустической маскировки" и "ошибки кодирования". Этот метод используется в VBR и теоретически должен был бы давать максимальное качество если бы психоакустическая модель Lame"а была идеальна. В основе этого метода лежит очень простая идея: на кодирование выделяется минимальное количество бит, необходимое для выполнения условия: [ошибка_кодирования] < [порога_маскировки] (то бишь дефекты кодирования должны маскироваться основным сигналом и не должны быть различимы на слух).

Пояснение по поводу маскировки. Основная масса "аудио компрессоров с потерями" использует для сжатия аудио сигнала особенности человеческого слуха (в противовес существуют аудиокомпрессоры использующие особенности звукоизвлечения), а именно его не идеальность. Можно указать несколько основных "дефектов" слуха используемых в сжатии звука: 1) ограниченный динамический диапазон. Человек не слышит слабых сигналов или иначе говоря существует некий порог слышимости. 2) громкие сигналы (особенно шумовые, а не тональные) обладают маскирующим действием, при чем как во временной, так и в частотной области (если кто-то "жахнул" из пушки вы можете и совсем слух потерять 8-)), т.е. любой мощный, особенно шумовой сигнал определённой частоты маскирует достаточно слабый сигнал, особенно если он лежит в близком частотном диапазоне и такой замаскированный сигнал можно не кодировать, ведь человек его не слышит. Порог маскировки может быть увеличен на несколько децибел уменьшением качества кодирования (объяснение этому: чем хуже качество кодирования, тем больше артефактов и помех в звучании, и тем более мощный сигнал необходим, чтобы замаскировать эти помехи).

Плюс такого метода: теоретически максимальное качество. Минусы: невысокая скорость а также то, что из-за не идеальности психоакустической модели в Lame, постоянно занижается битрейт, соответственно не рекомендуется использовать без фиксированной нижней границы около 112- 128 кБ/с, а следовательно режим VBR вообще не рекомендуется использовать на низких средних битрейтах. Резервуар в VBR минимизирован, а следовательно не рекомендуется использовать ограничение битрейта сверху (объяснение: так как практически резервуара в VBR нет, если ограничить битрейт сверху, то некоторым фреймам со "сложной" музыкой может оказаться недостаточно бит для кодирования звука, поскольку дополнительные биты взять неоткуда - резервуара нет и битрейт ограничен; такие фреймы будут кодироваться только тем количеством бит, которое имеется в наличии - то есть на максимально допустимом битрейте, что может привести к плохому качеству кодирования).

Методы оценки сложности сигнала: метод 2 (ABR / CBR) Второй метод основан на вычислении Perceptual Entropy (PE), характеризующей сложность кодируемого сигнала (чем сложнее сигнал, тем PE больше). Этот метод используется при кодировании CBR и ABR. Механизм расчета сложности сигнала с помощью PE полностью отличается от механизма, использованного в VBR. Не вдаваясь глубоко в подробности следует сказать, что если в первом методе расчет сложности сигнала проводился опираясь на свойства маскировки, то в данном методе сложность сигнала оценивается путем попытки его предсказания: чем более сложный сигнал (огибающая ведет себя хаотично), тем труднее он предсказуем и, соответственно, тем больше бит требуется для кодирования сигнала. Во время кодирования кодер пытается предсказать сигнал, затем сравнивает предсказанный сигнал с оригиналом, чем менее предсказанный сигнал совпадает с оригиналом, тем больше бит уходит на кодирование. Очень важно отметить, что используемые методы вычисления сложности сигнала принципиально влияют на отличия использующих их механизмов. Так, принципиальная разница между ABR/CBR (использующих описываемый метод) и VBR (который использует метод 1, описанный выше) заключаются еще и в том, что выбор битрейта в ABR/CBR лежит не на кодере, а на пользователе, при этом Lame лишь добавляет/отнимает небольшое количество бит во время кодирования сложных/простых мест соответственно (для чего и рассчитывается PE). Другими словами, в зависимости от рассчитанного PE, к выбранному пользователем битрейту добавляется (или отнимается от него) нужное число бит, что реализуется с помощью механизма работы с резервуаром (виртуальным или настоящим). Таким образом, при использовании второго метода именно пользователь выбирает битрейт (когда в VBR кодер сам решает величину битрейта), PE же лишь корректирует его с помощью резервуара в зависимости от сложности музыки. Происходит это примерно следующим образом.

CBR. для каждого фрейма выделяется "основное", постоянное количество бит, 90% от указанного битрейта и "дополнительное", переменное. Простые пассажи кодируются с помощью этих 90-а процентов, а оставшиеся 10% процентов накапливаются в резервуаре битов (как было описано вначале), вплоть до его заполнения, после чего на кодирование простых пассажей уходит весь битрейт (так как экономить биты некуда). Сложные пассажи кодируются используя полный битрейт плюс из резервуара изымаются дополнительные биты, если только в нём ещё есть биты. Плюсы: совместимость, минусы: из-за малого размера резервуара очень часто нахватает дополнительных бит для кодирования сложных мест.

ABR. При кодировании ABR использование резервуара минимизировано, он просто на-просто не нужен, ведь в ABR мы можем использовать фреймы с разным битрейтом и, соответственно, не накапливать биты в резервуаре (механизм работы ABR пояснен на примере выше). После вычисления PE и необходимого "дополнительного количества" бит, Lame просто выбирает минимальный битрейт в который укладывается полное необходимое количество бит (битрейт выбирается из таблицы). Остаток бит не выбрасывается, а накапливается в резервуаре.

Замечание: неправильно было бы думать, что в CBR и ABR совсем не используется психоакустика - конечно же это не так. Такая вещь как перераспределение битов отведённых на кодирование фрейма между всеми частотными полосами лежит именно на психоакустике.

Заключение

Итак, кратко. CBR/ABR и VBR в Lame отличаются разными методами подсчёта необходимого для кодирования количества бит и, как следствие, разной "философией" использования резервуара. В CBR и ABR основное количество бит выделяемых на кодирование фрейма определяется пользователем при запуске программы: ключами -b или --abr для CBR или ABR соответственно. Количество дополнительных бит необходимых для кодирования сложных мест рассчитывается по одинаковой формуле на основе расчета PE. Разница между CBR и ABR лишь в том, что в режиме CBR битрейт постоянен и возможности кодера по использованию дополнительных битов из резервуара сильно ограничены размером резервуара, в режиме же ABR у кодера есть возможность изменять битрейт, как бы используя "виртуальный резервуар" неограниченных размеров, а настоящий резервуар используется лишь для хранения невостребованных бит.

В VBR используется абсолютно другой метод. Пользователь задаёт качество, а LAME самостоятельно, на основании психоакустической модели (порою не совершенной), рассчитывает количество бит, необходимых для кодирования с заданным качеством каждого отдельного фрейма. Работа с резервуаром в ABR и VBR одинакова.

Таким образом, в режиме VBR кодер сам выбирает битрейт для фреймов, в ABR/CBR кодер выбирает лишь дополнительное количество бит к указанному пользователем битрейту.

Битрейт (bitrate, англ.) - означает величину (численность) бит, которая используется для записывания или передачи мультимедийного материала, длящегося на протяжении одной секунды. При фиксации мультимедийного (аудио и видео) контента в формате МР3 происходит его поблочное сжатие с помощью определённых процедур (алгоритмов). А эти алгоритмы подразделяются на виды в зависимости от битрейта (его величины). На каждый из таких блоков (фреймов) отводится от тридцати двух до трёхсот двадцати бит.

Алгоритмы VBR, CBR и ABR, используемые для кодирования в МР3-формате , не обеспечивают полную сохранность качества - оно теряется. Впрочем, это можно ощутить только при просмотре (проигрывании) лишь на качественной аппаратуре.

Для непрофессионального взгляда материал, записанный с использованием механизмов VBR, CBR и ABR, будет выглядеть вполне качественно.

Проведём анализ различий в алгоритмах VBR, CBR и ABR, для того чтобы знать, каким из них правильно воспользоваться для записи и последующего хранения или передачи файлов . Какой из них лучше для качества или для решения других задач.

Constant bitrate

Как видно из названия (constant - постоянный, англ.), в этой разновидности алгоритма на одну секунду материала выделяется постоянное количество бит. Все блоки равны друг другу.

Благодаря использованию CBR есть возможность заранее знать размер исходного файла или ширину потока. Это важно для передачи информации по каналам, обладающим ограниченной шириной.

Применение такого кодирования не идеально:

  • при записи пустопорожних отрезков расход выделенных бит остаётся прежним;
  • при записи сложных фрагментов, на которые, в принципе, стоило бы выделить больше места, битрейт опять же остаётся заданным.

Недостатки качества при записи «сложных» участков решаются повышением битрейта, например, до максимальных 320 кбит/с, но при этом увеличивается ширина потока передачи или размер файла .

Variable bitrate

Легко догадаться, что такая разновидность метода (VBR) является переменной (variable - переменный, англ.).

Для такой кодировки характерно то, что битрейт в этом случае изменяется в процессе самого кодирования программой-кодеком. И зависит битрейт в указанном случае от насыщенности звукового или видеоматериала.

То есть при выборе VBR-кодирования программой для записи пустой картинки будет выбран меньший битрейт, а для записи насыщенных картинок или быстро сменяющихся изображений - больший.

Отрицательным моментом этого алгоритма является трудность предвидения предстоящих изменений. Увеличение битрейта при записи будет реально происходить с опозданием.

Кроме того, фрагменты, звучащие тихо, воспринимаются при VBR-кодировании как фрагменты, не несущие важности, и под них на этом основании выделяется минимальный битрейт.

Поэтому CBR с максимальным значением в 320 кбит/с обеспечит большее качество.

Правда, в настоящее время появилась кодировка VBR 2 Pass.

Суть её в том, что программа сначала анализирует мультимедийный поток (в первый раз), а затем , сжимая её на основе данных, полученных при первичном сканировании. Это даёт лучший результат по качеству, и в этом смысле такая кодировка лучше.

Average bitrate

Average переводится с английского как усреднённый. Таковой является разновидность ABR, являющаяся в некотором роде помесью VBR и CBR.

Выбирая режим ABR, пользователь задаёт какое-то его значение в килобитах в секунду. Кодек же может изменять его в ту или иную сторону, придерживаясь установленного среднего значения.

Метод ABR выгодно отличается от других назначаемым количеством бит в секунду. Вы можете выбирать абсолютно любой числовой параметр от 8 до 320. В то время как кодировка CBR может использовать только шестнадцатикратное значение.

Из вышеизложенного следует, что если для результата важен размер полученного файла, то для высшего качества лучше присмотреться к кодировке ABR или CBR.

В противном же случае обратить внимание на метод VBR 2 Pass.

В этой статье вы ознакомились с кодировками VBR, CBR и ABR. Теперь вы знаете, чем отличается каждая из них, какая лучше для вашей конкретной задачи и какую из них нужно выбрать.

Я получил очень обильную почту на тему ABR и всё, с ним связанное.
Наиболее полные ответы на типичные вопросы - а что такое ABR, могут ли занятия нанести вред, а сколько надо заниматься, когда можно присоединиться и т.д.


Что такое ABR?
Методика биомеханической реабилитации (ABR) – это уникальный метод, позволяющий добиться явного улучшения состояния скелетно-мышечной системы и значительного прогресса двигательных функций, в том числе – и при самых серьезных нарушениях этих двигательных функций.


Где можно увидеть результаты практического применения ABR? И насколько они уникальны?
Во-первых, на "головном" ABR сайте www.blyum.com , в режиме флэш-анимации показаны конкретные результаты, и на сайтах региональных отделений ABR помещены рассказы о достигнутых успешных результатах практического применения ABR.
Все истории адресные, (чаще всего) вы можете написать матерям детей с ДЦП (к сожалению, только на английском) и узнать подробности, не вошедшие в опубликованную версию.
Во-вторых, на бесплатно распространяемом ДВД диске, содержащим фильм "ABR Facts" (языки озвучания - русский и английский, субтитры - русские, английские и немецкие, также в меню содержится полная текстовая версия закадрового комментария).


Для заказа этого диска достаточно написать заявку на адрес [email protected] .
В заявке необходимо указать индекс, полный почтовый адрес, ФИО получателя, диагноз и возраст персоны (ребёнка) с ДЦП. С русским переводом, представленным на диске можно ознакомиться .
(Надо заметить, что многие просят выслать данный диск, воспринимая его как методологическое пособие - Хотели бы, если это возможно, получить диск с этой методикой . Это немного не так, диск содержит методологические основы ABR, но не является дидактическим пособием , к сожалению).
Об уникальности, в смысле частоты появления подобных результатов, - говорить нельзя. ABR - это массовая методика реабилитации (1), практически не имеющая противопоказаний (2), доступная практически каждой семье, в которой есть дети (или взрослые персоны) с ДЦП или "травматики" с нарушениями двигательных функций (3).
Об уникальности, как оценке достигнутого прогресса, тоже нельзя говорить. Не из-за излишней скромности, а из-за того, что персона (ребёнок) с ДЦП получает уникальную возможность повторить (или пройти) последовательность фаз естественного биомеханического развития здорового ребёнка. А также из-за многочисленности и запланированности подобных успешных результатов практического использования ABR.

Методика ABR имеет уникальную разрешающую способность - она способна изменить (нормализовать) деформированную структуру скелетно-мышечной системы, что приводит к ощутимому прогрессу двигательных функций - и в самых "тяжёлых", и, тем более, в "лёгких" случаях.


Как проходят занятия? За счёт чего возможен такой прогресс? Кто делает упражнения?
Практическая реализация ABR происходит следующим образом: персона (ребёнок) с ДЦП находится в лежачем (или сидячем с поддержкой), комфортном для него положении и единственное, что от него требуется - сохранить данную позу, т.е. расслабленно, не двигаясь (можно использовать зрительную стимуляцию - совмещать занятия с просмотром мультфильмов или фильмов). Выполняют упражнения родители (вдвоём или по одному). О технике выполнения упражнений - "заходах", "подходах", векторах и плоскостях воздействия вы можете узнать на наших регулярных занятиях-сессиях. К сожалению, вербальная формализация практической части затруднена, и отчасти даже невозможна.
Прогресс в виде структурной нормализации и улучшении функциональных возможностей возможен за счёт формирования "висцерального гидравлического скелета" , который акцентирует ведущую роль в постуральном контроле гладкой мускулатуры внутренних органов. Иными словами, мы воздействуем не на поверхностную мускулатуру, а восстанавливаем силу и тонус внутренней мускулатуры - гладкой мускулатуры внутренних органов. Это очень конспективно и кратко, несколько более подробное описание находиться .
Итак, мы занимаемся ОБУЧЕНИЕМ родителей занятиям по методике ABR. Занимаетесь с детьми уже вы, т.е.
выполняете предписанные упражнения, которым вы научились во время ABR сессии, в домашних условиях. Согласно индивидуальной реабилитационной программе.
И наша главная цель - распространение и практическое внедрение ABR в качестве безальтернативной методики реабилитации.


В чем вы измеряете прогресс? Что даёт вам право утверждать, что, мол, прогресс достигнут?
Мы измеряем прогресс в последовательности естественного биомеханического развития здорового ребёнка и не в эфемерных категориях в виде "начал сидеть" , а в уверенном и полноценном самостоятельном сидении , и не на полу (с опорой на руки и ноги), а на стуле или кровати (с опорой на таз и без поддержки).
Именно поэтому, мы отводим значительную роль биомеханическому тестированию - когда с помощью многочисленных тестов исследуется актуальный уровень биомеханического развития данной персоны. Эти тесты позволяют наглядно изучить ограничения функциональной моторики, обусловленные структурными деформациями скелетно-мышечной системы, и они же будут однозначным индикатором нормализации структуры.
В качестве знакомства с подходом ABR к основным этапам биомеханического развития можно предложить .


Является ли методика ABR "щадящей"? Могут ли нанести упражнения вред?
Нет, правильное исполнение упражнений повышает "отдачу", эффективность от упражнений. Нанести вред неправильной техникой исполнения ABR упражнений нельзя.
Методика ABR безусловно может быть отнесена к "щадящим" методикам реабилитации - никаких растяжек, никаких активных воздействий, никаких насильственных движений против мышечного сопротивления.


Не смогут ли ABR занятия спровоцировать возобновление эпилептических судорог? Была ли применена когда-нибудь методика ABR к деткам с эпилепсией?
Общая статистика: примерно 50% из нескольких сотен детей, занимающихся по методике ABR, имеют эпилепсию, выраженную в той или иной степени.
Принципиально эпилепсия не является препятствием для достижения прогресса двигательного и психоэмоционального прогресса при занятиях по методике ABR. Наличие приступов - это только один из внешних признаков, напоминающий о присутствии нарушений в ЦНС, но никак не первопричина поражения опорно-двигательного аппарата.
Наличие или отсутствие эпилепсии не является главным прогностическим критерием с точки зрения того, насколько «отзывчив» будет ребенок к ABR занятиям. Намного более важными критериями является общее состояние здоровья (в первую очередь дыхательной и пищеварительной системы), состояние «качества» тканей опорно-двигательного аппарата, наличие/отсутствие хирургических вмешательств, степень агрессивности фармакологического фона и др.
В тех случаях, когда приступы представляют собой некий «базовый фон», после которого ребенок быстро приходит в своё обычное состояние, наличие эпилепсии не создает каких-либо дополнительных специфических проблем.
Эпилепсия осложняет процесс реабилитации только в тех случаях, когда эпилептические приступы приводят к ухудшению общего состояния здоровья - деградации функций дыхательной и пищеварительной системы, а также развитию нарушений сна, общей раздражительности и т.д..
Однако в любом случае, наличие этих сложностей не является противопоказанием для занятий по методике ABR и не является непреодолимым препятствием. Да, возникают дополнительные трудности, которые должны быть учтены в стратегии реабилитации, но не более того (далеко не единственные и не самые сложные.)
Полный ответ на этот вопрос опубликован (продолжение ответа выпущено в связи со значительным объёмом).


А сколько надо заниматься? Надо делать дневную "норму" непрерывно или можно в течении дня делать
маленькими "порциями"?

Мы не можем вам (родителям) предписать интенсивность занятий - по простой причине - кто-то работает, кто-то полностью сосредоточен на семье, а у некоторых есть ещё и другие дети. Это ваше собственное решение - на какой компромисс с привычным укладом жизни вы готовы пойти.
Главное, что мы стремимся донести до родителя ребёнка с ДЦП - структурные деформации изменяемы и однозначно нормализуемы. Они не навсегда. И даже в самом тяжелом случае возможен функциональный прогресс, как следствие структурной нормализации. И 1.000 рабочих ABR часов способны изменить к лучшему жизнь любого ребёнка с ДЦП, именно поэтому, мы обозначаем первую сессию-визит как "вводную" и вводную не в том смысле, что происходит наше знакомство и вы слышите немного непривычные вещи, а в том смысле, что вы получаете возможность собственной оценки нормализуемости структурных деформаций вашего ребёнка, в следствии ваших личных усилий.
Переход ребёнка на следующую стадию биомеханического развития (появившийся прогресс в реабилитации) всегда сопровождается трудовым порывом, который потом может перейти в "угасание", а затем и в "тление" - и именно для того, чтобы избежать смещения фокуса внимания и расслабленно-инерционного ожидания "когда же он начнёт..." и существует, предлагаемая нами структура сессий-визитов через три месяца. Кому-то она не нужна (например, семья стабильно "выдаёт" три часа каждый день), а кому-то (с 15 минутами ежедневно, например) эти визиты очень нужны. Мы не настаиваем на жестком принятии предлагаемой программы - вы можете приезжать два раза в год, вы можете делать ABR час ежедневно, но для вашего же ребёнка лучше, если вы постараетесь заниматься настолько плотно и интенсивно, насколько это возможно . Именно поэтому, мы приглашаем на курс не только родителя с ребёнком, а всю семью - и мама, и папа, бабушки и дедушки очень приветствуются, сиделки, приходящие няни и физиотерапевты - всех тех, кто имеет возможность заниматься с ребёнком.
И конечно же - не требуется столь основательно ломать привычный жизненный уклад, можно выполнять упражнения в течении дня несколькими "подходами", например, утром занимается с ребёнком мама, днём - бабушка, а вечером - папа, главное - правильность техники исполнения упражнений и суммарный набор рабочих часов.


А какая структура и наполнение визитов-сессий? Что входит в обязательную программу?
В программу сессии-визита, кроме ассессмента - биомеханического тестирования вашего ребёнка, проводимого два раза в год Леонидом Блюмом (январь\август) и Алексеем Смирновым (май\ноябрь), входят:
- практические занятия (с ребёнком - всей семьёй, всеми теми, кто будет или имеет возможность работать с ребёнком) под надзором ABR инструктора Бориса Дудко (три часа ежедневно). Целью которых является непосредственное обучение "семей" ABR технике и предписанным упражнениям, согласно реабилитационной программы.
- лекционно-теоретический курс (два-три часа ежедневно). На которых вы можете получить представление о причинах структурных деформаций скелетно-мышечной системы, и способах тестирования функционально-моторных ограничений у персон (детей) с ДЦП.
Таким образом, предлагаемая нами структура сессии позволяет получить ответы на жизненно важные для вас вопросы - "чем строение ребёнка с ДЦП отличается от строения здорового человека" (назначение биомеханического тестирования), "почему строение ребёнка с ДЦП отличается? В чём причина?" (суть лекционных занятий) и "как это можно исправить" (суть практических занятий).


Сколько это всё стоит? Какое расписание на 2006 год?
Первый визит-сессия: январь (18-24) (уже состоялось)
Следующая (вторая) сессия: май (15-25) (уже состоялась) .
Третья сессия: 31 августа - 9 сентября.
Четвёртый визит: ноябрь (14-19).

Вместо возможной схемы 2 или 4 визита в год, именно на первый год, мы настоятельно рекомендуем схему - 3 или 4 визита. Важность дополнительного визита была мотивирована .

Стоимость следующая:

пятидневный курс = 1200 долларов
Плановая периодичность -- 4 раза в год.
Опционально возможен режим 3-х или 2-х визитов.

Диагностический ассессмент, проводимый Леонидом Блюмом -- 250 долларов.
Диагностический ассессмент, проводимый Алексеем Смирновым -- 125 долларов.

Итого, годовой курс:
4 визита = 5.550 долларов
3 визита = 4.225 долларов
2 визита = 2.900 долларов.

Еще раз - режим двух визитов (и тем более - одного) не рекомендуется, и не в деньгах дело - при его выборе, вы должны быть максимально сфокусированы на процессе и предельно целеустремленны, что достаточная редкость для нашего суетного, "фармакологического" времени.

Оплачивается только пройденная сессия-визит, предоплат и авансовых платежей за год не требуется.
Оплата может быть наличной и безналичной в удобной для вас форме. К сожалению, мы не располагаем возможностью для "рассрочек".

Проживание и питание оплачиваются отдельно (мы не имеем никакого отношения и никак не связаны с администрацией места проведения занятий). Ориентировочные цены можно увидеть здесь - санаторий "Солнечный" .
Естественно, что пока мы не имеем постоянного помещения, расписание на год является ориентировочным. Мы приложим все усилия, чтобы сохранить заявленный график "от нас", в случае изменения - постараемся оповестить вас (родителей) как можно раньше - для корректировки планов и увязывания сроков сессий. И естественно, вы можете, известив нас, менять программу визитов. Желательно, конечно, не в сторону уменьшения. Три или четыре визита - оптимальный режим для вхождения в рабочий ритм и получения первых результатов.


Как можно записаться? Когда можно присоединиться (сейчас у нас есть финансовые проблемы)?
Записаться можно, направив письмо заявку на адрес [email protected] . В заявке указать контакты, по которым можно связаться с вами, подробности о персоне (ребёнке) с ДЦП - дату рождения, диагноз и историю заболевания, если у вас есть, выложенные в интернете, фотографии - приведите ссылку, а также - избранную вами программу реабилитации (2,3 или 4 визита).
Обязательно следует указать, если решите остановиться, на время проведения сессии, в санатории - количество приезжающих человек.
Присоединиться к программе ABR можно во время проведения любой сессии.


"Чего-то мне эти украинские лица доверия не внушают". А почему мы вам должны верить?!
Кавычки в данном случае означают дословную цитату из опубликованного на одном из форумов Рунета.
Опуская явленное отсутствие здорового интернационализма и ответный обязательный призыв к здравому смыслу (биография Леонида), вынужден повторить ещё раз - никто и никогда из ABR не призывает к вере . Наше основная задача - сделать доступной не только методику ABR для реабилитации детей с ДЦП, но и распространить концепцию ABR как можно шире. Какая слепая\зрячая вера? - наоборот - мы всегда рады вопросам, самым каверзным и въедливым, и ратуем за самотестирование - в качестве проверки и для получения объективной информации о ребёнке с ДЦП.
Мы не боимся показать свои лица, мы не утаиваем подробности биографий и при этом настаиваем на том, что нам верить не надо . Надо знать .
И только вы, как родитель(и), отвечаете за будущее ваших детей. И как же страшно, когда за иллюзии, за результаты "продаж" шарлатанов и жуликов придётся расплачиваться вашему ребёнку - несостоявшейся функциональной активностью и потребностью в постоянном уходе и "пригляде"...

Если у вас есть вопросы по этому материалу - не стесняйтесь их задать - [email protected]
Если предложенные цены покажутся вам слишком высокими, то, на настоящий момент, мы не имеем возможности предложить иное. Надеюсь, что с разрастанием количества семей, включенных в процесс ABR реабилитации, и становлением полноценного российского центра - мы сможем предложить вам иной формат взаимодействия, с бюджетными ценами. Мы просим прощения за искаженные рыночные реалии, которые наличествуют в нашей стране на
данный момент.

2009-10-01T20:42

2009-10-01T20:42

Audiophile"s Software

Что такое CBR и VBR?

Как известно, результатом кодирования сигнала с помощью такого алгоритма, как, например, MPEG-1 Layer III (MP3) (и множества других алгоритмов), является бит-поток с фреймовой (блочной) структурой. Это объясняется тем, что кодирование исходного потока производится не целиком, а по частям. То есть фактически исходный поток разделяется на блоки определенной фиксированной длины, затем каждый блок (фрейм) в отдельности подвергается кодированию и результат (кодированный блок информации) направляется в результирующий поток (будь то файл или поток данных).

CBR (Constant Bit Rate - постоянный битрейт) - это такой способ кодирования исходного аудио потока, при котором все его блоки (фреймы) кодируются с одинаковыми параметрами (с одинаковым битрейтом). Иными словами, битрейт на всей протяженности (всех фреймов) результирующего потока является постоянным.

VBR (Variable Bit Rate - переменный битрейт) - это такой способ кодирования исходного аудио потока, при котором каждый отдельный блок (фрейм) кодируется со своим битрейтом. Выбор битрейта, оптимально подходящего для кодирования данного фрейма, осуществляется самим кодером путем анализа "сложности сигнала" в каждом отдельном фрейме.

Каковы отличия режимов CBR, VBR и ABR применительно к кодеру Lame?

Прежде чем начать разговор, уточним две детали:

1. Кодирование в MP3 происходит поблочно: кодируемый файл разбивается на фреймы (кадры) с одинаковым интервалом, каждый кадр кодируется и записывается в выходной поток; таким образом, выходной поток также имеет кадровую структуру.

2. Фреймы могут быть закодированы не на любом битрейте, а только на одном из входящих в таблицу стандартных для MPEG1 Layer III битрейтов: 32, 40, 48, 56, 64, 80, 96, 112, 128, 160, 192, 224, 256, 320. Кодирование на любых промежуточных битрейтах ("freeformat") стандартом не предусмотрено.

Вступление

Люди, использующие VBR в Lame, обычно аргументируют это фразой: "я хочу получать постоянное качество, а не постоянный битрейт". Действительно, ведь в музыке бывают простые пассажи, на которые вполне хватает и 128 Кбит/сек (например паузы между песнями), а бывают и сложные, на которых человек с хорошим слухом, хорошей аудио картой и прочей аудиоаппаратурой услышит дефекты компрессии даже на 320 Кбит/сек. На самом деле такой аргумент не совсем правомочен.

CBR

Даже в режиме CBR, mp3-кодер может перераспределять биты во времени, выделяя большее или меньшее количество бит во время сложного или простого пассажей, что позволяет в целом улучшить качество звучания. Такое перераспределение бит делается за счёт так называемого резервуара бит: во время кодирования простых пассажей кодер тратит на них не весь заданный пользователем битрейт, а лишь около 90%, около 10% экономится в резервуаре для кодирования сложных мест (изначально резервуар пуст). При кодировании сложных пассажей кодер будет использовать все 100% указанного битрейта и добавлять дополнительные биты из резервуара (если таковые имеются, то есть если резервуар не пуст). К сожалению, в соответствии со стандартом, размер резервуара ограничен. Это означает, что если простой сигнал продолжается достаточно долго, резервуар накапливает свой объем до определенных максимально допустимых пределов и далее кодирование идёт уже с использованием всех 100% битрейта. И обратная ситуация: если сложный сигнал продолжается достаточно долго, из резервуара (постепенно) забираются все сэкономленные биты и далее кодирование идёт с использованием уже теперь всех 100% битрейта.

ABR: Пояснение

Можно было бы сказать что резервуар неплохо справляется со своей основной обязанностью - накопление "лишних" битов во время простых пассажей и их выдача в качестве дополнительных при кодировании сложных пассажей, если бы не одно "но": он обладает конечным и причём весьма ограниченным размером, что означает, что копить его можно лишь до определенных пределов, и вынимать, соответственно, тоже, пока резервуар не опустошится. Именно для того чтобы убрать этот главный недостаток резервуара и был разработан ABR.

Главное отличие ABR от CBR в том, что в CBR все фреймы обязаны быть одного размера (то есть битрейт для всех фреймов должен быть одинаков), в ABR же это ограничение снято, соответственно, существует возможность вместо стандартного весьма ограниченного по размеру резервуара использовать практически бесконечный "виртуальный" резервуар. Выглядит это приблизительно следующим образом.

ABR: Механизм

Допустим, что пользователь указал режим ABR и определенный битрейт B (пользователь может указывать абсолютно любой битрейт от 32 до 320, даже не из стандартной сетки битрейтов, например можно указать в качестве желаемого среднего битрейта 129). Кодер принимает кусок аудио (фрейм), который необходимо закодировать. Таким же образом, как и в CBR, определяет его сложность (об этом мы поговорим ниже). Если пассаж сложный, то кодер также берёт на него больше битов, но уже не из резервуара (как в CBR), а просто на просто увеличивая битрейт на необходимое количество ступеней (выбранный битрейт должен входить в сетку стандартных), создавая таким образом "виртуальный резервуар" (поднять битрейт здесь можно - это не CBR). Что значит "виртуальный резервуар"? Это просто: мы предположили, что указанного пользователем битрейта B кодеру мало, ему нужно K бит (K > B), тогда кодер подбирает такой минимальный стандартный битрейт N, при котором выполняется: N >= K (такой выбор битрейта мы и называем "виртуальный резервуар"). Затем происходит кодирование с помощью K бит взятого куска аудио. Однако N >= K, то есть мы использовали меньше бит, чем есть во взятом фрейме, так не будем же мы выбрасывать эти лишние биты? Вот эти лишние биты мы и записываем в уже настоящий резервуар. Так как в ABR есть возможность использовать "виртуальный резервуар" не имеет смысла строить стандартный резервуар, поэтому когда придет следующий кусок аудио, для его кодирования сначала будут использованы биты из резервуара, а потом кодер решит какой битрейт необходим дальше. Другими словами, если в CBR кодер все время старается накопить как можно больше бит в резервуаре, то в ABR кодер наоборот, старается избавиться от бит в резервуаре, так как копить их незачем - можно просто поднять битрейт.

Простые пассажи кодируются меньшим количеством бит, на них берётся примерно 95% от указанного битрейта B, но теперь остаток не откладывается в резервуар, кодер просто берёт фрейм с меньшим битрейтом. Возникающая разница (оставшиеся биты) записывается в стандартный резервуар (не выбрасывать же оставшиеся биты...). Пример. Допустим пришел "простой" пассаж. Тогда кодер берет все биты (если таковые есть) в резервуаре (настоящем), потом ищет ближайший стандартный битрейт, при котором суммарное количество бит, получившееся для этого фрейма (все биты из резервуара + взятый битрейт), составит 95% от заданного пользователем битрейта B, производит кодирование, а лишние биты (если они остались) снова сохраняет в резервуаре.

ABR: Итог

Таким образом, использование резервуара в ABR отлично от CBR. В CBR битрейт менять нельзя и резервуар специально копят путем сохранения там бит, которые остались (были сэкономлены) от кодирования фрейма на заданном изначально фиксированном битрейте во время простого пассажа; если для кодирования нужны биты и резервуар пуст - то пуст, ничего с этим поделать нельзя и кодирование идет просто на указанном битрейте в ущерб качеству. В ABR битрейт переменный и стандартный резервуар фактически не нужен, однако поскольку поднятие (опускание) битрейта происходит обязательно до определенного табличного значения, которое может оказаться выше необходимого кодеру количества бит, то лишние биты, конечно, не выбрасывают, а сохраняют в резервуаре. Иными словами, в CBR накопление стандартного резервуара - основная задача, в ABR же есть неограниченный "виртуальный резервуар" и стандартный используется только для хранения лишних бит, образовавшихся в результате разницы между табличными значениями битрейтов и реально необходимым битрейтом.

VBR

VBR - переменный битрейт. Пользователь указывает желаемое качество. Lame опираясь на свою психоакустическую модель выделяет для каждого фрейма ровно то количество бит, которое необходимо для достижения заданного качества. В выходном потоке фреймы соответственно имеют разные битрейты (которые всегда ложатся в таблицу стандартных битрейтов). Использование резервуара в VBR абсолютно идентично ABR - туда попадают только неиспользованные хвостики фреймов.

Методы оценки сложности сигнала

Таким образом, основное отличие CBR, ABR и VBR, как вы уже наверное поняли из сказанного выше, состоит в использовании разных методов подсчёта необходимого для кодирования каждого фрейма количества бит.

Методы оценки сложности сигнала: метод 1 (VBR)

Первый метод основан на вычислении "психоакустической маскировки" и "ошибки кодирования". Этот метод используется в VBR и теоретически должен был бы давать максимальное качество если бы психоакустическая модель Lame"а была идеальна. В основе этого метода лежит очень простая идея: на кодирование выделяется минимальное количество бит, необходимое для выполнения условия: [ошибка_кодирования] < [порога_маскировки] (то бишь дефекты кодирования должны маскироваться основным сигналом и не должны быть различимы на слух).

Пояснение по поводу маскировки. Основная масса "аудио компрессоров с потерями" использует для сжатия аудио сигнала особенности человеческого слуха (в противовес существуют аудиокомпрессоры использующие особенности звукоизвлечения), а именно его не идеальность. Можно указать несколько основных "дефектов" слуха используемых в сжатии звука: 1) ограниченный динамический диапазон. Человек не слышит слабых сигналов или иначе говоря существует некий порог слышимости. 2) громкие сигналы (особенно шумовые, а не тональные) обладают маскирующим действием, при чем как во временной, так и в частотной области (если кто-то "жахнул" из пушки вы можете и совсем слух потерять 8-)), т.е. любой мощный, особенно шумовой сигнал определённой частоты маскирует достаточно слабый сигнал, особенно если он лежит в близком частотном диапазоне и такой замаскированный сигнал можно не кодировать, ведь человек его не слышит. Порог маскировки может быть увеличен на несколько децибел уменьшением качества кодирования (объяснение этому: чем хуже качество кодирования, тем больше артефактов и помех в звучании, и тем более мощный сигнал необходим, чтобы замаскировать эти помехи).

Плюс такого метода: теоретически максимальное качество. Минусы: невысокая скорость а также то, что из-за не идеальности психоакустической модели в Lame, постоянно занижается битрейт, соответственно не рекомендуется использовать без фиксированной нижней границы около 112- 128 кБ/с, а следовательно режим VBR вообще не рекомендуется использовать на низких средних битрейтах. Резервуар в VBR минимизирован, а следовательно не рекомендуется использовать ограничение битрейта сверху (объяснение: так как практически резервуара в VBR нет, если ограничить битрейт сверху, то некоторым фреймам со "сложной" музыкой может оказаться недостаточно бит для кодирования звука, поскольку дополнительные биты взять неоткуда - резервуара нет и битрейт ограничен; такие фреймы будут кодироваться только тем количеством бит, которое имеется в наличии - то есть на максимально допустимом битрейте, что может привести к плохому качеству кодирования).

Методы оценки сложности сигнала: метод 2 (ABR / CBR) Второй метод основан на вычислении Perceptual Entropy (PE), характеризующей сложность кодируемого сигнала (чем сложнее сигнал, тем PE больше). Этот метод используется при кодировании CBR и ABR. Механизм расчета сложности сигнала с помощью PE полностью отличается от механизма, использованного в VBR. Не вдаваясь глубоко в подробности следует сказать, что если в первом методе расчет сложности сигнала проводился опираясь на свойства маскировки, то в данном методе сложность сигнала оценивается путем попытки его предсказания: чем более сложный сигнал (огибающая ведет себя хаотично), тем труднее он предсказуем и, соответственно, тем больше бит требуется для кодирования сигнала. Во время кодирования кодер пытается предсказать сигнал, затем сравнивает предсказанный сигнал с оригиналом, чем менее предсказанный сигнал совпадает с оригиналом, тем больше бит уходит на кодирование. Очень важно отметить, что используемые методы вычисления сложности сигнала принципиально влияют на отличия использующих их механизмов. Так, принципиальная разница между ABR/CBR (использующих описываемый метод) и VBR (который использует метод 1, описанный выше) заключаются еще и в том, что выбор битрейта в ABR/CBR лежит не на кодере, а на пользователе, при этом Lame лишь добавляет/отнимает небольшое количество бит во время кодирования сложных/простых мест соответственно (для чего и рассчитывается PE). Другими словами, в зависимости от рассчитанного PE, к выбранному пользователем битрейту добавляется (или отнимается от него) нужное число бит, что реализуется с помощью механизма работы с резервуаром (виртуальным или настоящим). Таким образом, при использовании второго метода именно пользователь выбирает битрейт (когда в VBR кодер сам решает величину битрейта), PE же лишь корректирует его с помощью резервуара в зависимости от сложности музыки. Происходит это примерно следующим образом.

CBR . для каждого фрейма выделяется "основное", постоянное количество бит, 90% от указанного битрейта и "дополнительное", переменное. Простые пассажи кодируются с помощью этих 90-а процентов, а оставшиеся 10% процентов накапливаются в резервуаре битов (как было описано вначале), вплоть до его заполнения, после чего на кодирование простых пассажей уходит весь битрейт (так как экономить биты некуда). Сложные пассажи кодируются используя полный битрейт плюс из резервуара изымаются дополнительные биты, если только в нём ещё есть биты. Плюсы: совместимость, минусы: из-за малого размера резервуара очень часто нахватает дополнительных бит для кодирования сложных мест.

ABR . При кодировании ABR использование резервуара минимизировано, он просто на-просто не нужен, ведь в ABR мы можем использовать фреймы с разным битрейтом и, соответственно, не накапливать биты в резервуаре (механизм работы ABR пояснен на примере выше). После вычисления PE и необходимого "дополнительного количества" бит, Lame просто выбирает минимальный битрейт в который укладывается полное необходимое количество бит (битрейт выбирается из таблицы). Остаток бит не выбрасывается, а накапливается в резервуаре.

Замечание: неправильно было бы думать, что в CBR и ABR совсем не используется психоакустика - конечно же это не так. Такая вещь как перераспределение битов отведённых на кодирование фрейма между всеми частотными полосами лежит именно на психоакустике.

Заключение

Итак, кратко. CBR/ABR и VBR в Lame отличаются разными методами подсчёта необходимого для кодирования количества бит и, как следствие, разной "философией" использования резервуара. В CBR и ABR основное количество бит выделяемых на кодирование фрейма определяется пользователем при запуске программы: ключами -b или --abr для CBR или ABR соответственно. Количество дополнительных бит необходимых для кодирования сложных мест рассчитывается по одинаковой формуле на основе расчета PE. Разница между CBR и ABR лишь в том, что в режиме CBR битрейт постоянен и возможности кодера по использованию дополнительных битов из резервуара сильно ограничены размером резервуара, в режиме же ABR у кодера есть возможность изменять битрейт, как бы используя "виртуальный резервуар" неограниченных размеров, а настоящий резервуар используется лишь для хранения невостребованных бит.

В VBR используется абсолютно другой метод. Пользователь задаёт качество, а LAME самостоятельно, на основании психоакустической модели (порою не совершенной), рассчитывает количество бит, необходимых для кодирования с заданным качеством каждого отдельного фрейма. Работа с резервуаром в ABR и VBR одинакова.

Таким образом, в режиме VBR кодер сам выбирает битрейт для фреймов, в ABR/CBR кодер выбирает лишь дополнительное количество бит к указанному пользователем битрейту.